Les observations des étoiles les plus anciennes de la Galaxie ont aidé les astrophysiciens à découvrir que la vitesse de déplacement de la matière noire à proximité de la Terre et du Soleil est étonnamment basse, ce qui rend difficile sa recherche à l'avenir, selon un article publié dans la revue Physical Review Letters.
«Lorsqu'une particule d'énergie sombre entre en collision avec le noyau d'un atome de matière« ordinaire », le processus de leur collision ressemble à ce qui se passe lorsque deux boules de billard se heurtent. Les conséquences de cet "accident" dépendent de deux paramètres - la masse des particules et la vitesse de leur mouvement. En d'autres termes, plus la matière noire se déplace rapidement, plus ses traces seront visibles », explique Mariangela Lisanti de l'Université de Princeton (USA).
Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que l'univers était constitué de matière visible, qui forme la base des étoiles, des trous noirs, des nébuleuses, des amas de poussière et des planètes. Mais les premières observations de la vitesse des étoiles dans les galaxies les plus proches de nous ont montré que les étoiles à leur périphérie se déplacent à une vitesse incroyablement élevée - environ 10 fois plus élevée que les calculs basés sur les masses de toutes les étoiles.
La raison en est, selon les scientifiques, la soi-disant matière noire - une substance mystérieuse, qui représente environ 75% de la masse de toute la matière de l'Univers. En règle générale, chaque galaxie a environ 8 à 10 fois plus de matière noire que visible, et cette matière noire maintient les étoiles en place et les empêche de «se disperser».
Ces dernières années, grâce aux images de Hubble de certaines galaxies relativement mal étudiées, les scientifiques ont commencé à remarquer que de nombreuses galaxies petites et naines se comportent assez différemment de ce que les théories prédisent, en tenant compte de l'existence de cette substance mystérieuse.
Des problèmes supplémentaires, comme le note Lisanti, sont créés par le fait qu'aujourd'hui les astronomes et les cosmologistes ne savent pas à quelle vitesse la matière noire se déplace dans notre galaxie et dans ses plus proches voisins, ce qui complique considérablement le travail des détecteurs de matière noire "directs" essayant de capturer des traces de ses collisions. avec des atomes de xénon-137 et d'autres gaz rares rares.
Son équipe a trouvé un moyen de résoudre ce problème en attirant l'attention sur un fait intéressant de l'histoire de la vie des étoiles les plus anciennes de la Voie lactée. Ces luminaires, comme le notent les astronomes, sont nés il y a environ 10 à 12 milliards d'années, à une époque où notre galaxie commençait tout juste à se former et absorbait activement les galaxies naines voisines.
À cette époque, selon les chercheurs, le soi-disant halo - un «beignet» de matière noire qui entoure la Voie lactée et d'autres métropoles stellaires - ne s'était pas encore formé, car de nouvelles réserves de cette substance mystérieuse coulaient constamment dans la galaxie, accompagnées de nuages de gaz et d'étoiles naissantes.
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Pour cette raison, les luminaires âgés vivant aujourd'hui à sa périphérie doivent, en moyenne, se déplacer à la même vitesse à laquelle la matière noire tourne autour du centre de la Voie lactée, qui peut être utilisée pour calculer ce paramètre, sans avoir la moindre idée des autres propriétés de cette substance mystérieuse.
Guidés par cette idée, les scientifiques ont tenté de calculer la vitesse de déplacement de la matière noire au voisinage de la Terre à l'aide d'une carte du ciel nocturne préparée par le projet SDSS et d'un modèle informatique de la Galaxie.
Ces mesures ont montré de manière inattendue que les nuages de matière noire situés près du système solaire devraient se déplacer nettement plus lentement que la théorie ne le prévoit. De telles divergences, comme le soulignent Lisanti et ses collègues, indiquent de graves lacunes dans la théorie qui pourraient grandement gêner les physiciens dans leur recherche de traces de cette substance insaisissable.
